本發(fā)明涉及數(shù)字訂戶線路DSL系統(tǒng)中的方法和布置，具體地涉及DSL向量化系統(tǒng)中無序離開事件DLE的處理。

背景技術(shù)：

向量化技術(shù)消除了DSL線路之間的FEXT(遠端串?dāng)_)，并因此使DSL系統(tǒng)性能最大化。向量化技術(shù)使得能夠利用DSL線路例如在光纖網(wǎng)絡(luò)的末端和客戶端設(shè)備CPE之間提供每用戶100Mbps。

國際電信聯(lián)盟電信標準化部門ITU-T一直在對向量化標準G.993.5[1]進行標準化，并且G.993.5的第一個建議于2010年4月22日獲取批準。FEXT的消除在DSLAM(數(shù)字訂戶線路接入復(fù)用器)側(cè)進行。下游FEXT由DSLAM中的預(yù)編碼器預(yù)先消除，而上游FEXT由DSLAM中的上游串?dāng)_消除器消除。該建議提供了一種在下游和上游兩者中估計FEXT信道并且利用估計的信道來消除串?dāng)_的方式。

DSL線路上的無序離開事件DLE例如在用戶突然拔掉電話電纜或關(guān)閉CPE時發(fā)生，無序離開事件DLE可以可替代地被表示為例如無序關(guān)閉事件DSE。由于被無序關(guān)閉的CPE端的阻抗改變，DSL線路的無序關(guān)閉可以改變串?dāng)_信道特性，即耦合到其他線路的串?dāng)_。

然而，當(dāng)使用向量化時，DSLAM中的預(yù)編碼器在DLE之后保持不變，并且繼續(xù)針對原始信道特性(即，在DLE之前的信道特性)被優(yōu)化。這可能導(dǎo)致其他線路的顯著SNR(信噪比)下降，因為預(yù)編碼器已經(jīng)過時并且因此不能完全消除來自被無序關(guān)閉的線路的串?dāng)_。一個線路上的DLE可以使其他線路進行重新訓(xùn)練。在VDSL2中，重新訓(xùn)練線路可花費30秒，這例如在IP-TV服務(wù)中是相當(dāng)大的中斷。盡管在G.fast中重新訓(xùn)練時間明顯較短，但其仍然是幾秒鐘，這仍然會導(dǎo)致不期望的服務(wù)中斷。

文獻[1]是本公開的發(fā)明人中的兩個發(fā)明人的成果，其中給出了用于處理DLE的方法，該文獻的內(nèi)容通過引用方式被并入本文。根據(jù)該方法，部分信道估計在DLE之后得到，并且與在DLE之前得到的信道估計進行組合。也就是說，信道系數(shù)矩陣形式的原始信道估計的一部分被新的估計(例如信道系數(shù)矩陣的列)所替換。這種方法對于其中線路之間的串?dāng)_在某些限制內(nèi)的頻率非常有效。然而，當(dāng)使用更高的頻率進行通信時(諸如在G.fast中)，線路之間的串?dāng)_更大，因此信道系數(shù)矩陣的所有部分都受到更大程度的影響，即使一些部分的改變可能仍然是主導(dǎo)的。測量表明，DLE的影響對于約30MHz及以上的頻率是嚴重的，而這是G.fast所感興趣的。

因此，需要一種用于估計信道的快速方法，即信道跟蹤方法，其針對較高頻率也良好地工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種用于在DSL系統(tǒng)中處理無序離開事件DLE的快速信道跟蹤機制。

根據(jù)第一方面，提供了一種用于在DSL系統(tǒng)中處理引起突然終端改變STC的DLE的方法。該方法包括：當(dāng)在DSL線路的向量化群組中的線路m上發(fā)生DLE并且線路m上的傳輸至少部分地繼續(xù)時，從連接到DSL線路的向量化群組中的其它線路的CPE獲取至少一個誤差樣本，并且計算由于DLE而改變的信道系數(shù)的估計H′。該估計基于至少一個誤差樣本被計算，從而信道估計被提供。該方法還包括基于該信道估計來修改下游預(yù)編碼器，以避免由于該DLE而造成向量化群組中的其他線路的重新訓(xùn)練并且誤差也被最小化。信道系數(shù)的估計基于模型H’＝H+CΛH被計算。

根據(jù)第二方面，提供了一種用于在DSL系統(tǒng)中處理引起突然終端改變STC的DLE的向量化控制實體VCE。VCE被配置為：當(dāng)在DSL線路的向量化群組中的線路m上發(fā)生DLE并且線路m上的傳輸至少部分地繼續(xù)時，從連接到DSL線路的向量化群組中的其它線路的CPE獲取至少一個誤差樣本，并且進一步基于至少一個誤差樣本來計算由于DLE而改變的信道系數(shù)的估計H′，從而提供信道估計。VCE還被配置為基于該信道估計來修改下游預(yù)編碼器，以避免由于該DLE而造成向量化群組中的其他線路的重新訓(xùn)練并且誤差也被最小化。VCE還被配置為基于模型H’＝H+CΛH來計算信道系數(shù)的估計。

附圖說明

根據(jù)如附圖中所示的實施例的以下更具體的描述，本文公開的技術(shù)的前述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。附圖不一定按比例繪制，而是將重點放在闡述本文所公開的技術(shù)的原理上。

圖1示出了用于OLE/DLE的DS FEXT-反射-NEXT模型，其中H(i，j)表示H的第i行和第i列上的條目。相同的符號被用于C。

圖2示出了VCE/DP/CO處的G.fast TDD結(jié)構(gòu)。

圖3-4示出了根據(jù)示例實施例的由VCE/DP/CO執(zhí)行的過程。

圖5-6示出了根據(jù)示例實施例的VCE/DP/CO。

具體實施方式

簡言之，提供了一種用于使得能夠在線路終端上發(fā)生突然阻抗改變之后進行預(yù)編碼器的快速更新的解決方案。提供了快速信道估計方法，以快速跟蹤信道改變并相應(yīng)地快速更新預(yù)編碼器?？焖傩诺拦烙嫽蚋櫡椒ɡ糜糜诠烙嬓诺赖男履Ｐ?，并且適用于用于DSL通信的所有頻率，也適用于約30MHz和超過30MHz的較高頻率。

本文描述的解決方案具體地涉及通過多對銅電纜的新興寬帶通信系統(tǒng)，諸如最近起草的標準ITU-T G.fast[1]?？傮w而言，區(qū)分由向量化群組內(nèi)部的線路(以下稱為無序離開線路)引起的突然阻抗改變和向量化群組外部的線路引起的改變(以下稱為外線終端改變)。本發(fā)明關(guān)注前者，即無序離開線路，特別是當(dāng)發(fā)生在CPE側(cè)時。

根據(jù)標準化的現(xiàn)有技術(shù)方式來跟蹤信道(即僅依賴于同步符號并使用標準中描述的機制來更新整個信道矩陣)，對其他用戶造成相當(dāng)大量時間的遠端串?dāng)_(FEXT)，直到更新完成。

突然地(即，在沒有預(yù)先警告或預(yù)防措施的情況下)關(guān)閉的調(diào)制解調(diào)器改變它們的操作模式，或者由于線路中斷而被斷開，導(dǎo)致它們呈現(xiàn)給多端口有線信道的終端阻抗的突然改變。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種事件通常被稱為無序離開事件DLE或無序關(guān)閉事件DSE，如前所述。這些術(shù)語也將在本文中用于表示這樣的事件。本文中可用于表示這種事件的另一術(shù)語是突然終端改變STC。在一個或多個信道的線路上的終端阻抗的任何改變表現(xiàn)為信道系數(shù)矩陣的改變。通常，DLE改變信道矩陣的所有系數(shù)，并且該改變隨著頻率的增大而增大。如前所述，測量表明DLE的影響對于約30MHz及以上的頻率是嚴重的。

高級寬帶有線通信系統(tǒng)采用信號協(xié)調(diào)以減輕線路之間的串?dāng)_。被稱為向量化的相應(yīng)技術(shù)依賴于精確的信道信息。突然的信道改變干擾向量化操作，因為為改變之前的信道設(shè)計的預(yù)編碼器不再是最新的。失配可能導(dǎo)致殘余的串?dāng)_，造成超過預(yù)留的SNR余量的信噪比SNR下降，并且使得活躍的最終用戶遭受分組誤差和丟失。

根據(jù)本文公開的解決方案的實施例的示例過程將在下面被描述為包括三個部分，其中可選地執(zhí)行至少b，以便減少對向量化群組中的其他線路的干擾。

a)CPE側(cè)的DLE由功率檢測器檢測。具體地，如果CPE在DLE中被拔掉，則上游的接收功率將下降到零。在這種情況下，將檢測到信號丟失。在類似于G.fast的TDD系統(tǒng)中，如果在上游US時隙期間在CPE側(cè)發(fā)生DLE，則可以在同一時隙中檢測到該DLE，并且可以在隨后的下游DS時隙中采取應(yīng)對措施(在下面的b)中描述)。如果STC在DS時隙期間發(fā)生，則它可以在下一個US時隙中被檢測到，并且可以在隨后的DS時隙中采取應(yīng)對措施。在如VDSL2這樣的FDD系統(tǒng)中，檢測過程在其發(fā)生時開始。

b)一旦檢測到DLE，預(yù)期去往無序離開線路i的DS數(shù)據(jù)信號可以被零所代替。也就是說，在數(shù)據(jù)符號時隙期間，發(fā)送零。然后，預(yù)編碼器生成消除CPE端口處的FEXT的低功率“抗串?dāng)_”信號。在這種情況下，在無序離開線路上，期望去往其自身的CPE的直達信號消失。在每個受害線路上，與無序離開線路的直達信號相關(guān)聯(lián)的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘栆蚕?，而與所有其它受害線路的直達信號相關(guān)聯(lián)的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘柋３植蛔??；趯⒃谙旅婷枋龅腇RN模型，沒有信號進入端口，因此沒有信號被反射并且隨后經(jīng)由NEXT被耦合到其它端口——其他線路在DS傳輸期間保持不受干擾。發(fā)送零的替代方式是以足夠低的功率發(fā)送期望去往無序離開線路的DS數(shù)據(jù)信號。

c)在同步符號時隙期間，發(fā)送常規(guī)的同步符號，而不是如在數(shù)據(jù)符號時隙中那樣發(fā)送零，并且采用特定的信道估計方案。下面將描述的方案基于FRN模型，并且該方案將復(fù)雜度從現(xiàn)有技術(shù)方案所需的估計(K-1)×K個信道系數(shù)(即，所有改變后的系數(shù))降低到僅估計K-1個反射耦合系數(shù)，以便跟蹤所有改變后的系數(shù)。

在步驟b)中，發(fā)明人已經(jīng)認識到，有利的是，在檢測到線路上DLE或信號丟失之后的數(shù)據(jù)符號和其它非同步符號期間將離開線路的增益縮放因子設(shè)置為零，同時保持預(yù)編碼器系數(shù)不變，特別是保持與受害線路相關(guān)聯(lián)的列上的系數(shù)不變。在無序離開線路上，只有預(yù)期去往其自身的CPE的直達信號被靜默，而從其他線路到無序離開線路的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘柋槐３?。在其他線路上，繼續(xù)在這些受害線路中發(fā)送直達信號和經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘杻烧?。因此，該操作沒有完全停止在離開線路上的傳輸。如果線路被完全停止，則在離開線路上將不存在信號，并且從其他線路到離開線路的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘柗至恳矊⑾?。基本上，與預(yù)期去往離開線路CPE的數(shù)據(jù)符號相關(guān)聯(lián)的信號在所有線路上消失。應(yīng)當(dāng)注意，在其他符號也需要被保護的情況下，這里的數(shù)據(jù)符號可以包括所有非同步符號。在本文檔中，在數(shù)學(xué)上并且還經(jīng)由仿真在實驗上示出了當(dāng)使用建議的解決方案時，將不存在由于過時的預(yù)編碼器和改變后的信道的失配而產(chǎn)生的殘余串?dāng)_。注意，在該步驟中，預(yù)編碼器保持不變。在DLE處，串?dāng)_信道改變是由從離開線路的斷開的端口到其他線路的反射信號引起的。通過保持原始預(yù)編碼器，至少保持與受害線路相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，來自受害線路的串?dāng)_信號將不會到達斷開的端口，從而串?dāng)_不會被反射。并且無序離開線路的信號也被靜默。也沒有串?dāng)_由離開線路引起。因此，系統(tǒng)中將不會出現(xiàn)殘余串?dāng)_。

雖然上述對離開線路的直達信號靜默的方法消除了CPE端的殘留串?dāng)_，但是在DLE的誤檢測的情況下，可能在離開線路上引起不必要的擦除，即誤差。如果不執(zhí)行上述步驟b，而是繼續(xù)常規(guī)傳輸并且直接執(zhí)行步驟c，則快速跟蹤算法對于誤檢測是非常健壯的。然而，步驟b易于實施并且也放寬了對快速跟蹤實施的時間要求。通過步驟b，步驟c可以獲取更多的時間用于算法執(zhí)行，而不會引起誤差，因此降低了用于快速跟蹤的硬件復(fù)雜度。如前所述，靜默方法是有利的但是可選的。靜默方法/步驟b)的替代方案是如在DLE之前那樣在離開線路上繼續(xù)傳輸。如上所述，本文所描述的解決方案將仍然適用。注意，在同步符號的傳輸期間，離開線路的增益縮放因子不被設(shè)置為零。因此，當(dāng)應(yīng)用包括靜默方法的示例實施例時，增益縮放因子可以分別在數(shù)據(jù)符號期間和同步符號期間在零(或接近零)和原始值之間輪流變換。換言之，在同步符號的傳輸期間，增益縮放因子與在DLE之前用于傳輸?shù)脑鲆婵s放因子相等或者至少與其等同；并且在DLE之后的數(shù)據(jù)符號位置上的傳輸期間，增益縮放因子被設(shè)置為零或至少接近于零。原則上，在同步符號期間，增益縮放可以被設(shè)置為任何非零數(shù)字。當(dāng)VCE/CO知曉該非零數(shù)字時，可以解決信道估計。然而，使用原始值是實際實施的關(guān)注點。

為了更新預(yù)編碼器以匹配DLE之后的信道，跟蹤信道改變是必要的。其他線路(即，除了離開線路以外的線路)的預(yù)編碼系數(shù)應(yīng)當(dāng)被更新，使得當(dāng)在離開線路上的傳輸已經(jīng)完全停止時，殘留串?dāng)_由(更新后的)預(yù)編碼器消除。在本發(fā)明中，串?dāng)_信道改變被建模為來自離開線路的反射串?dāng)_?；谠撃Ｐ停岢隽艘环N用于僅估計被建模的反射串?dāng)_系數(shù)的快速信道估計方法，其中反射串?dāng)_系數(shù)被建模為具有其他線路數(shù)目的元素的向量。估計的向量的元素比矩陣的元素少得多。因此，可以僅利用與一個同步符號對應(yīng)的一個誤差樣本報告來估計信道改變，這比現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)信道估計方案快得多。例如，對于10個線路，正常的常規(guī)信道估計方案需要16個同步符號的誤差樣本。因此，本發(fā)明的方法潛在地更快。

向量化控制實體VCE中的方法

下面將參考圖3-4描述由VCE執(zhí)行的方法的實施例的示例。該方法適用于處理在DSL系統(tǒng)中造成STC的DLE。VCE是可操作以便為DSL系統(tǒng)中的線路的群組提供向量化的功能塊。在物理上，VCE可以被包括在中心局CO或分發(fā)點DP中。VCE可以被包括在可連接到DSL系統(tǒng)中的有線線路的DSLAM中。通常，對于具有少量線路的小型系統(tǒng)，VCE被集成到DSLAM中?？商鎿Q地，VCE可以被包括在DSLAM外部的節(jié)點中，這通常是當(dāng)系統(tǒng)較大并且VCE需要協(xié)調(diào)多個DSLAM時的情況。

在圖3中示出了由VCE執(zhí)行的方法。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點確定301在DSL線路的向量化群組中的線路上是否已發(fā)生DLE。當(dāng)在線路m上發(fā)生DLE時，從連接到DSL線路的向量化群組中的其他線路的客戶端設(shè)備CPE獲取303至少一個誤差樣本。在線路m(也可以被表示為例如離開線路)上的傳輸在DLE之后至少部分地繼續(xù)，這將在下面進一步描述。此外，計算304由于DLE而改變的信道系數(shù)的估計H′?；谒@取的至少一個誤差樣本來計算該估計，從而提供信道估計。該方法還包括基于信道估計來修改305下游預(yù)編碼器。信道系數(shù)的估計基于模型H’＝H+CΛH來計算，其中

C是用于向量化群組的CPE端的近端串?dāng)_耦合矩陣；

Λ是具有與向量化群組相關(guān)聯(lián)的電纜的CPE端在DLE之后的反射系數(shù)的對角矩陣；

H是具有DLE之前的信道系數(shù)的矩陣；以及

H′是具有DLE之后估計的信道系數(shù)的矩陣。

通過執(zhí)行上述動作，可以避免由于線路m上的DLE而造成向量化群組中的其他線路的重新訓(xùn)練，并且誤差也被最小化，這是非常有利的。

誤差樣本可以通過向連接到向量化群組中的其它線路的CPE發(fā)送誤差反饋請求來獲取。“其它線路”在這里的意思是“除了線路m以外的線路”。也就是說，誤差樣本可以響應(yīng)于這樣的誤差反饋請求而從CPE接收。這樣的請求可以通過魯棒管理信道發(fā)送到CPE。在VDSL2中，它被稱為魯棒嵌入式操作信道ROC。在G.fast中，它被稱為魯棒管理信道(RMC)。這樣的請求也可以在沒有魯棒性增強的情況下通過嵌入式操作信道(eoc)發(fā)送到CPE。

關(guān)于在DLE之后在線路m上的繼續(xù)傳輸，存在多種替代方案，其中兩種不同的替代方案在圖3中示出。在一個實施例中，在DLE之后，在線路m上繼續(xù)傳輸302∶1，如同在DLE之前一樣。也就是說，線路m上的傳輸不響應(yīng)于線路m上的DLE的檢測而改變。在另一個實施例中，線路m上的傳輸可以響應(yīng)于DLE而改變302∶2，以便減輕在信道跟蹤過程期間對其他線路的干擾。例如，在包括替代方案302∶2的實施例中，可以繼續(xù)同步符號位置上的同步信號的傳輸，但是可以例如通過將增益值設(shè)置為零來對線路m上的數(shù)據(jù)符號位置上的線路m中的直達信號的傳輸靜默，這將在下面進一步描述。用于繼續(xù)傳輸?shù)钠渌娲桨敢彩强赡艿?，并且被認為包括在本公開中。

應(yīng)當(dāng)注意，在作為本文所討論的情況的無序離開事件DLE中(其與有序離開事件OLE相反)，產(chǎn)生與信道矩陣有關(guān)的兩個問題。首先，作為DLE的結(jié)果，信道矩陣至少在某些頻率范圍內(nèi)完全改變；其次，由于線路離開，信道矩陣維度減小。還應(yīng)當(dāng)注意，一條以上線路經(jīng)歷DLE是完全可能的。然而，在本文的示例中，為了便于理解，假定每次只有一個線路呈現(xiàn)DLE的STC。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，信道矩陣的改變被建模為Δ＝CΛH。如果假定三個線路，則信道矩陣將具有3x3的維度，并且可以被表示為H₃。然后可以將DLE之后的信道或信道矩陣描述為H_3，DLE＝H₃+Δ₃，其中Δ₃表示改變。

C是用于向量化群組的CPE端的近端串?dāng)_耦合矩陣，如前所述。該矩陣中的系數(shù)在DLE之后被改變，并且因此在發(fā)起本文描述的快速信道跟蹤時是未知的。Λ是對角矩陣，其具有與向量化群組相關(guān)聯(lián)的電纜的CPE端在STC之后的反射系數(shù)，如前所述。這里假定除了經(jīng)歷DLE的CPE以外的所有CPE都與線路完全匹配。在具有三個線路的本示例中，令線路3為離開線路。這意味著對于線路1和線路2將不存在反射，因為CPE阻抗交替終端完全匹配。因此，在Λ的對角線上的反射系數(shù)對于線路1和線路2為零。然而，對于線路3，DLE引起終端不再匹配，因此反射系數(shù)將不為零，即λ₃≠0。例如，如果λ₃＝1，則到達斷開端口的信號將被完全反射回來。執(zhí)行矩陣乘法將得到：

從以上可以看出，信道矩陣中的6個信道系數(shù)已經(jīng)改變。在正常跟蹤方法中，需要估計所有這6個系數(shù)。在本文的快速跟蹤方法中，根據(jù)上述模型，從端口j到端口i的組合反射耦合系數(shù)被定義為c_ijλ_j，以估計信道改變Δ₃。因此，在該示例中，僅需要估計兩個反射耦合系數(shù)，即，c₁₃λ₃和c₂₃λ₃，因為原始信道向量[h₃₁ h₃₂ h₃₃]可以是已知的，其要么被存儲在存儲器中，要么從原始預(yù)編碼器得到。這兩個反射耦合系數(shù)可以從在STC之后在線路1和線路2上獲取的誤差樣本得到。也可以可替換地被表示為在DLE之后。由于在上述方程組中只有兩個未知量要被求解，因此需要分別來自線路1和線路2的僅一個誤差樣本來求解方程。然后，可以相應(yīng)地更新預(yù)編碼器以適應(yīng)信道改變。因此，本文所描述的快速跟蹤方法潛在地比正常跟蹤方案快得多。

當(dāng)執(zhí)行快速信道跟蹤時，線路3上的傳輸將最終停止。然后，信道矩陣將具有減小的維度，即在該示例中為2x2。將DLE之后的2x2信道矩陣H_2，DLE表示為：

其中H₂是原始矩陣H₃(即，在DLE之前針對三個線路的信道矩陣)的一部分。這里，根據(jù)是否實施步驟b，存在兩種情況。

如果沒有實施步驟b，則可以首先通過快速跟蹤來更新預(yù)編碼器以適應(yīng)改變，而離開線路(即線路3)保持傳輸直到被認為已經(jīng)離開。然后，可以完全停止離開線路上的傳輸。然后，信道矩陣變得如H_2，DLE一樣小。在這種情況下，因為H_2，DLE的逆不等于H_3，DLE的逆的對應(yīng)2×2子矩陣，所以預(yù)編碼器需要被進一步更新。在這種情況下，可以重新使用來自快速跟蹤過程的已經(jīng)存儲的信道估計來再次更新預(yù)編碼器?；蛘呖梢栽俅螒?yīng)用快速跟蹤算法來估計H_2，DLE并且然后更新預(yù)編碼器。

如果實施步驟b，則離開線路在數(shù)據(jù)符號時隙上發(fā)送靜默信號，并且在同步符號時隙上發(fā)送常規(guī)的同步符號。其可以繼續(xù)這樣做，直到其被認為已經(jīng)離開。在該時間期間，可以應(yīng)用快速跟蹤算法來估計信道并且針對縮減后的2個線路系統(tǒng)(即，僅有線路1和線路2)相應(yīng)地計算預(yù)編碼器。然后，離開線路完全停止其傳輸，而預(yù)編碼器同時利用計算的預(yù)編碼器系數(shù)被更新。

在DLE之前，在除了線路m以外的其它線路上的數(shù)據(jù)符號位置上的傳輸包括遠端串?dāng)_預(yù)補償信號和其自身的直達信號，該遠端串?dāng)_預(yù)補償信號包括來自線路m的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘?。在DLE之后，來自線路m的遠端串?dāng)_預(yù)補償信號可以在其它線路上停止，而其它信號在DLE之后繼續(xù)傳輸，使得其它線路上的來自線路m的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘柕拇當(dāng)_的反射變?yōu)榱恪Q言之，在執(zhí)行步驟b時，如果在停止線路m的直達信號的情況下沒有來自線路m的串?dāng)_，那么可以在DLE之后停止用以在DLE之前對其它線路上的來自線路m的串?dāng)_進行預(yù)補償?shù)南鄳?yīng)信號。作為停止其它線路上的來自線路m的相應(yīng)經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘柕奶娲桨?，與DLE之前該信號的功率相比，可以降低DLE之后該信號的功率。這里，“來自線路m的經(jīng)預(yù)補償?shù)男盘枴笔菍碜跃€路m的串?dāng)_進行預(yù)補償?shù)男盘?。該信號可以由預(yù)編碼器基于線路m上的直達信號來生成。

下面將更詳細地描述根據(jù)本文公開的解決方案的實施例的示例過程。

考慮具有K個線路或用戶的向量化系統(tǒng)。為了簡單起見，在特定子載波上并且在特定時刻執(zhí)行分析。在下游DS方向上在頻域中的信號收發(fā)可以獨立地被描述為y＝Hx+n：其中發(fā)送的信號和接收的信號分別為向量化群組所看到的信道矩陣為并且銅線對上的加性背景噪聲為每個線路的直接信道位于H的對角線上，而FEXT組成其非對角線條目。

向量化通過在DP/CO處、在上游配置用于下游的適當(dāng)預(yù)編碼器和串?dāng)_消除器來消除FEXT，以實現(xiàn)向量化群組內(nèi)的協(xié)作信號處理。具體地，在DS中，令表示對角矩陣，其中用于每個線路的增益調(diào)節(jié)器(即，如前所述的增益縮放因子)位于主對角線上，即G＝diag([g₁，g₂，...，g_K])。在將預(yù)編碼P₀包括在內(nèi)之后，在DP/CO處發(fā)送x產(chǎn)生y＝HP_oGx+n。理想的預(yù)編碼器有效地中和串?dāng)_，使得對于輸入符號x，

∑x＝HP_oGx (1)

其中∑是K×K的對角矩陣。

CPE側(cè)的DLE呈現(xiàn)STC并改變整個信道耦合環(huán)境。等效地，矩陣H的每個條目均發(fā)生改變。在被進一步處理之前，過時的預(yù)編碼器P_o在抗串?dāng)_方面失效，并且使得所有接收端遭受殘余的串?dāng)_。

通過利用近端耦合系數(shù)對改變后的耦合條件建模，估計努力從(K-1)xK個參數(shù)減小到K-1個參數(shù)?？梢酝ㄟ^控制離開線路上的發(fā)射信號來進一步支持快速估計和自適應(yīng)。

具體地，令表示對角矩陣，其中CPE的反射系數(shù)或者向量化群組中的電纜的CPE端的反射系數(shù)位于主對角線上，即Λ＝diag([λ₁，λ₂，...，λ_K])。近端耦合矩陣描述取決于相對電纜長度的、在CPE端的NEXT或衰減的NEXT，這也在圖1中針對C的第l列被示出。當(dāng)CPE處的終端完全匹配時，將不存在反射，其理想地給出反射系數(shù)λ_i＝0，(i＝1，...，K)。然后，CPE近端耦合矩陣C對整個耦合環(huán)境沒有貢獻。

在DLE之后，當(dāng)向量化群組中的一個線路的終端已經(jīng)改變并且失配時，Λ的一個對角線元素將明顯地偏離0。假定第l號線路呈現(xiàn)STC，其由反射系數(shù)λ_l≠0進行量化。在這種情況下，ξ＝Λy＝ΛHP_oGx由失配的CPE終端反射。反射的信號ξ經(jīng)由C耦合回CPE，并且向預(yù)期的接收信號y添加：

δ＝CΛHP_oGx (2)’

那么在DLE之后的接收信號變?yōu)?/p>

等效地，信道從H改變?yōu)镠′＝H+Δ，其中Δ＝CΛH。

在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出接近最優(yōu)的線性預(yù)編碼器P_o＝μH^-1H_∑，其中對角矩陣H_∑＝diag(diag(H))是H的對角矩陣，并且縮放因子例如，假定K＝3且l＝2。等式(2)中的失配誤差實際上為

以上意味著，在通常情況下，失配誤差可以被記為：

δ＝v_lμh_l，lg，x_l， (4)

其中v_l＝λ_l[c_1，l，c_2，l，...，c_K，l]^T。

上面的等式揭示了并且發(fā)明人已經(jīng)意識到，失配誤差δ的激活源僅來自經(jīng)由第l個直接信道h_l，l(參見圖1中的線路l中的實線)在離開線路上的發(fā)送信號x_l，其然后被反射并經(jīng)由線路l的反射耦合向量v_l耦合到CPE接收機。

以失配的誤差源和路徑為目標，本文提出如下操作以完成經(jīng)改變的信道估計和預(yù)編碼器更新，同時最小化對活躍的最終用戶的干擾。

圖2中示出用于G.fast TDD幀的參考時間線。典型的TDD幀持續(xù)時間為T_f＝750μs，對應(yīng)于N_f＝36個符號周期(T_s)。成對的DS和US之間的時間間隔被預(yù)留為T_g2，并且US和下一個DS之間的時間間隔被預(yù)留為T_g1。在一個超幀中，綁定到N_f＝36的TDD幀的數(shù)量是N_sf＝8。每個超幀的第一幀被指定為同步幀，其包含在兩個方向上定位在預(yù)定義符號位置上的一個同步符號。然后，同步幀之后是7個常規(guī)幀。

考慮在圖2中的第一超幀期間，在連接到線路l的CPE處在時刻t_l的DLE，即t_l∈[0，T_sf]。如果DLE在第i個TDD幀的DS傳輸間隔期間發(fā)生(t_l∈[(i-1)T_f，(i-1)T_f+T_ds])，則在下一個US傳輸周期期間(t∈[(i-1)T_f+T_ds+T_g2，iT_f-T_g1])將通知VCE/DP/CO該事件。在下一個DS傳輸周期中以及在其之后(t≥iT_f)，VCE/DP/CO可以通過控制離開線路上的增益調(diào)節(jié)器g_l而在數(shù)據(jù)符號位置上發(fā)送靜默信號。下面將給出針對該特殊操作的詳細說明。如果在US傳輸間隔期間發(fā)生DLE，如果實施步驟b，則針對DS的“靜默”可以直接啟動。

根據(jù)當(dāng)前標準，當(dāng)檢測到DLE時，立即關(guān)閉離開線路上的傳輸。然而，根據(jù)本文公開的解決方案，預(yù)編碼器保持為“過時的”P_o，直到在實施步驟b的情況下完成估計。也就是說，如同在DLE之前那樣針對信道而被優(yōu)化的預(yù)編碼器在DLE之后也被保持，即使其隨后是過時的。用于新信道估計的DS操作或“快速跟蹤”可以通過發(fā)送以下兩種特殊符號來完成：靜默符號和同步符號。圖4中示出了示例實施例。

具體地，通過將第l個增益調(diào)節(jié)器修改為數(shù)據(jù)符號位置的以本文中所稱的靜默模式來發(fā)送符號，即，在離開線路上的非同步符號位置發(fā)送靜默符號。等式(4)中的添加在受害線路上的失配誤差變?yōu)榭梢院雎圆挥嫷摩模絭_lμεx_l→0(forε→0)。這使得整個過程對活躍的終端用戶而言是“沉默”的。也可以通過將在QAM符號編碼器/映射器中的符號星座點改變?yōu)榱慊蚪咏銇慝@取靜默符號。

注意：在G.fast標準中，空閑符號被定義為：

“10.2.1.7空閑符號編碼

對于空閑符號的所有子載波，符號編碼器將生成星座點Xi＝0，Yi＝0。

如果預(yù)編碼被啟用，那么由于從ε(k，n)參考點添加FEXT預(yù)補償信號(見圖10-1)，因而空閑符號的傳輸可以導(dǎo)致U接口處的非零功率。

如果預(yù)編碼被禁用，那么空閑符號的傳輸導(dǎo)致U接口處的零功率。因此，在上游方向，空閑符號的傳輸導(dǎo)致靜止的(quiet)符號周期?！?/p>

如果將增益縮放因子設(shè)置為零或?qū)⒎栃亲c設(shè)置為零，則空閑符號在這里等同于靜默符號。這里，靜默符號這一表達被認為也覆蓋了繼續(xù)發(fā)送符號這一替代選項，但是以非常低的功率繼續(xù)發(fā)送。

在G.fast中，在每個線路上每隔6ms(即一個超幀持續(xù)時間)發(fā)送一次同步符號(參見圖2)。假定在更新完成之前需要J個超幀。令為發(fā)送第j個DS同步符號的時刻。在該特定時隙上，第l個增益調(diào)整器被設(shè)置回g_l，其可以被存儲在例如初始化期間被指派的比特和增益表中。從DP/CO向CPE發(fā)送同步向量因此，在CPE端接收的同步向量表示為

其中賦值然后，受害線路上的同步符號的誤差樣本被反饋回DP/CO。

在被調(diào)度的時刻發(fā)送同步符號之后，線路l上的傳輸針對所有數(shù)據(jù)符號位置回到準靜止符號。發(fā)射機可以保持交替地在無序離開線路上發(fā)送準靜止符號和同步符號，直到DP/CO已經(jīng)收集了合理數(shù)量的以進行精妙的(elegant)耦合向量估計。將所收集的不含第l個元素的誤差向量堆疊為：

其中是不包含第l行的K維單位矩陣，是在處在線路l上發(fā)送的同步序列，并且是針對J個同步時刻在受害線路上的均衡加性噪聲?！笆芎€路”的意思是向量化群組中除了無序離開線路以外的其他線路。v_l的估計可以通過下式進行

其中是通過排除第i行和第i列而獲得的維度降低的函數(shù)。

當(dāng)估計耦合向量v_i并相應(yīng)地得到全部信道矩陣改變時，DP(或CO)可以基于信道矩陣改變來更新預(yù)編碼器，并且可以完全關(guān)閉離開線路上的傳輸。

應(yīng)當(dāng)注意，上面呈現(xiàn)的方案工作并且還可以應(yīng)用于非線性的Tomlinsen Harashima預(yù)編碼器，其將在支持高達212MHz頻率的G.fast階段2中被使用。

這里描述的快速信道估計不同于[1]中所描述的。隨著對關(guān)于確切引起信道改變的機制的更深入的理解，新方法明確地估計引起信道改變的反射串?dāng)_系數(shù)，然后計算信道改變。這在供G.fast使用的高頻率中尤其重要，其中整個信道矩陣由于DLE而改變。[1]中所描述的先前方法實際上是本文所描述的新方法的近似。在低頻中，其他列中的改變遠小于與離開線路相關(guān)聯(lián)的列。因此，對于某些頻率(例如VDSL2頻率范圍)，[1]中的方法通過估計主導(dǎo)列改變并忽略其他列而足夠好地工作。然而，在高頻中，其他列中的改變在幅度上更接近與離開線路相關(guān)聯(lián)的列，其中串?dāng)_水平更接近直接信道。換言之，離開列的主導(dǎo)地位在頻率上降低。因此，[1]中所描述的先前方法的性能在頻率上降低。新方法在高頻率中顯著地改進了先前的方法并且是一個完整的解決方案，其涵蓋了低頻和高頻兩者。

硬件實現(xiàn)

上述技術(shù)和過程可以在可操作以便為DSL系統(tǒng)中的線路的群組提供向量化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中實施。如前所述，節(jié)點可以被表示為向量化控制實體VCE，并且可以被包括在CO或DP中。圖5是VCE 500的一個示例實施方式的示意圖，其中可以體現(xiàn)當(dāng)前描述的技術(shù)中的任意一個的方法。用于控制VCE 500來執(zhí)行體現(xiàn)本發(fā)明的方法的計算機程序被存儲在包括一個或多個存儲器設(shè)備的程序存儲庫504中。在體現(xiàn)本發(fā)明的方法的執(zhí)行期間所使用的數(shù)據(jù)也可以存儲在程序存儲庫504或單獨的數(shù)據(jù)存儲庫中，其也可以包括一個或多個存儲器設(shè)備。在體現(xiàn)本發(fā)明中的方法的執(zhí)行期間，諸如程序步驟的指令505可從程序存儲庫504取回并由諸如中央處理單元CPU或其他處理器的處理部件503執(zhí)行。從體現(xiàn)本發(fā)明中的方法的執(zhí)行得到的輸出信息可以被存儲回數(shù)據(jù)存儲庫，或者被發(fā)送到輸入/輸出(I/O)接口，其包括用于向其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)并從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)接口，并且其還可以包括用于與一個或多個終端通信的無線電收發(fā)機。VCE 500與和前述方法實施例相同的技術(shù)特征、目的和優(yōu)點相關(guān)聯(lián)。簡要描述VCE以避免不必要的重復(fù)。

受對本文描述的解決方案的適應(yīng)影響最大的部分被示出為由虛線包圍的布置501。圖5中所示的另一功能506可以被假定為執(zhí)行常規(guī)的VCE和/或節(jié)點功能。

因此，當(dāng)在DSL線路的向量化群組中的線路m上發(fā)生DLE，并且線路m上的傳輸至少部分地繼續(xù)時，處理部件503對指令505的執(zhí)行使得VCE 500從連接到該DSL線路的向量化群組中的其它線路的CPE獲取至少一個誤差樣本，并基于該至少一個誤差樣本來計算由于該DLE而改變的信道系數(shù)的估計H′。指令的執(zhí)行還使得VCE基于信道估計來修改下游預(yù)編碼器。如先前詳細描述的，基于模型H’＝H+CΛH來計算信道系數(shù)的估計。

指令的執(zhí)行還可以使得VCE被配置為在DLE之后繼續(xù)線路m上的同步符號的傳輸。如前所述，在DLE之前線路m上的數(shù)據(jù)符號位置中的傳輸包括遠端串?dāng)_預(yù)補償信號和直達信號。指令的執(zhí)行可以使得VCE在DLE之后繼續(xù)傳輸遠端串?dāng)_預(yù)補償信號，并且進一步在DLE之后以與在DLE之前相比減小的功率在線路m上傳輸直達信號。

指令的執(zhí)行還可以使VCE從向量化群組中的至少一個其他線路的CPE獲取至少一個誤差樣本，并且還通過VDSL2和G.fast兩者中的嵌入式操作信道(eoc)、或者通過VDSL2中的魯棒嵌入式操作信道ROC、或者通過G.fast中的魯棒管理信道RMC來發(fā)送至少一個誤差反饋請求，以便收集一個或多個誤差樣本。

在圖6中示出了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點500的替代實現(xiàn)。VCE 600或布置601包括獲取單元602，被配置為從連接到DSL線路的向量化群組中的其他線路的CPE獲取至少一個誤差樣本。VCE 600還包括計算單元604，被配置為基于至少一個誤差樣本來計算由于DLE而改變的信道系數(shù)的估計H′，從而提供信道估計。VCE 600還包括修改單元605，被配置為基于信道估計來修改下游預(yù)編碼器。裝置601還可以包括確定或檢測單元602，被配置為檢測向量化群組中的線路上的DLE的發(fā)生。可替代地，該檢測可以被認為是標準功能607的一部分。

上述VCE可以包括被配置用于本文所述的不同方法實施例的其他單元或模塊。

上述各個不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實施例和無線設(shè)備實施例中的布置中的單元或模塊可以例如通過以下中的一項或多項來實現(xiàn)：處理器或微處理器和足夠的軟件以及用于存儲軟件的存儲器、可編程邏輯器件(PLD)或被配置為執(zhí)行上述動作并且例如在圖5-10中示出的其他電子組件或處理電路。也就是說，上述不同節(jié)點中的布置中的單元或模塊可以通過模擬電路和數(shù)字電路的組合和/或配置有例如存儲在存儲器中的軟件和/或固件的一個或多個處理器來實現(xiàn)。這些處理器中的一個或多個以及其他數(shù)字硬件可以包括在單個專用集成電路ASIC或幾個處理器中，并且各種數(shù)字硬件可以分布在若干單獨的組件中，無論是單獨封裝還是組裝到片上系統(tǒng)SoC中。VCE可以實現(xiàn)為計算機程序，例如軟件模塊，其在可操作用于與DLE系統(tǒng)的至少部分通信和/或控制DLE系統(tǒng)的至少部分的節(jié)點上運行。這樣的節(jié)點可以位于本地(靠近DSL線路)或者遠程(諸如在分布式系統(tǒng)(例如云解決方案)中)。

當(dāng)使用詞語“包括(comprise)”或“包括(comprising)”時，其應(yīng)被解釋為非限制性的，即意味著“至少由......組成”。

還應(yīng)當(dāng)注意，在一些替代實施方式中，在框中標注的功能/動作可以不按照流程圖中指出的順序進行。例如，取決于所涉及的功能/動作，連續(xù)示出的兩個框?qū)嶋H上可以基本同時執(zhí)行，或者框有時可以以逆序執(zhí)行。此外，流程圖和/或框圖的給定框的功能可以被分成多個框，和/或流程圖和/或框圖的兩個或更多框的功能可以至少部分地集成。最后，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍的情況下，可以在所示的框之間添加/插入其他框，和/或可以省略框/操作。此外，雖然一些圖包括在通信路徑上的箭頭以示出通信的主要方向，但是應(yīng)當(dāng)理解，通信可以在與所描繪的箭頭相反的方向上發(fā)生。

受益于前述描述和相關(guān)附圖中給出的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到所公開的發(fā)明的修改和其他實施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的特定實施例，并且修改和其他實施例旨在包括在本公開的范圍內(nèi)。盡管本文中可以采用特定術(shù)語，但是它們僅在一般性和描述性意義上使用，而不是為了限制的目的。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)的交互單元的選擇以及單元的命名僅用于示例目的，并且適合于執(zhí)行上述任何方法的節(jié)點可以以多種替代方式配置，以便能夠執(zhí)行所建議的過程動作。

還應(yīng)當(dāng)注意，本公開中描述的單元將被視為邏輯實體，而不必作為單獨的物理實體。

雖然已經(jīng)根據(jù)若干實施例描述了實施例，但是可以預(yù)期，在閱讀說明書和研究附圖時，其替代方案、修改、置換和等同物將變得顯而易見。因此，所附權(quán)利要求旨在包括落入實施例的范圍內(nèi)的這樣的替代方案、修改、置換和等同物。

縮寫

CO 中心局

CPE 客戶端設(shè)備

DLE 無序離開事件

DSL 數(shù)字訂戶線路

DSLAM 數(shù)字訂戶線路接入復(fù)用器

DP 分發(fā)點

FEXT 遠端串?dāng)_

FRN FEXT-反射-NEXT

OLE 有序離開事件

NEXT 近端串?dāng)_

ROC 魯棒嵌入式操作信道

STC 突然終端改變

TDD 時分雙工

VCE 向量化控制實體

VDSL 超高速數(shù)字訂戶線路

參考文獻

[1]C.Lu，and P.-E.Eriksson，“A Fast Channel Estimation Method for Disoderly Leaving Events in Vectored DSL Systems，”in 2011IEEE International Conference on Communications(ICC)，June 2011，pp.1-6.